[发明专利]一种光学玻璃模压温度在线检测方法以及装置

说明书

本发明公开了一种光学玻璃模压温度在线检测方法以及装置，方法包括：预先测定光学玻璃的电阻率对温度的依赖性；在玻璃模压过程中实时测定玻璃电阻，根据测得的玻璃电阻和预先测定的电阻率对温度的依赖关系预估玻璃的实时温度。本发明可实现玻璃模压过程中玻璃温度的在线检测，通过测量光学玻璃的电阻来预测其内部温度，而电信号的响应速度相较于热电偶的响应速度来说，可以更快，解决了传统热电偶测温响应速度慢的问题，可以直接将玻璃两端的电压和电流信号转化成温度信息，因此不需要在模具中留有空间嵌入热电偶，也不需要额外的温度传感器，结构简单。

技术领域

本发明涉及光学元件制造领域，尤其涉及一种光学玻璃模压温度在线检测方法以及装置。

背景技术

最近，一种基于类石墨烯涂层的局部快速模压技术被提出，应用于精密光学元件的制造。在光学玻璃模压过程中，精密温度控制对最后热成型的光学元件的表面质量和光学特性都有影响。为了实现精密温度控制，首先需要对模压温度进行实时检测，然后利用检测到的温度信号对加热系统的输出功率进行调节。目前常见的玻璃模压设备都是通过嵌在模具内部的热电偶来测量温度。这种方法直接测量的是模具的温度，因此需要经过复杂的校准算法来转化成玻璃的温度。此校准算法需要考虑模具和玻璃材料的热导率，以及玻璃的预设位置，因为如果玻璃毛坯预设位置改变会对校准精度产生很大的影响。另外一个不足是，热电偶的信号响应相对较慢，很难与类石墨烯电热膜的快速加热相配合。另外一种温度检测方法是增加一个红外热分析仪来对玻璃温度进行实时成像。但是，红外热分析仪成本较高，而且需要专门设计复杂的热分析仪固定结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光学玻璃模压温度在线检测方法以及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光学玻璃模压温度在线检测方法，包括：在玻璃模压过程中实时测定玻璃电阻，根据测得的玻璃电阻和预先测定的电阻率对温度的依赖关系预估玻璃的实时温度。

在本发明所述的光学玻璃模压温度在线检测方法中，方法还包括，通过以下步骤预先测定光学玻璃的电阻率对温度的依赖关系：

控制玻璃样品以不同的温度加热；

测定不同温度所对应的电阻率；

根据不同温度下所对应的电阻率确定玻璃的电阻率对温度的依赖性。

在本发明所述的光学玻璃模压温度在线检测方法中，预先测定光学玻璃的电阻率对温度的依赖性时采用智能箱式高温炉，玻璃样品置于智能箱式高温炉的加热腔中，玻璃样品上设置两根电极，电极通过受陶瓷绝缘套筒保护的铜导线与精密欧姆表连接，该智能箱式高温炉包括一台用于控制温度上升速率和最高加热温度的控制面板、用于产生给玻璃样品加热的热量的加热器、用于减少加热腔内热量损失的陶瓷隔热层，加热器的热量通过辐射或对流的方式提高玻璃样品的温度，所述的预先测定光学玻璃的电阻率对温度的依赖性具体包括：

智能箱式高温炉控制玻璃样品以不同的温度加热；

根据玻璃样品的尺寸以及欧姆表实时检测到的玻璃样品的电阻，测定玻璃样品在不同温度下所对应的电阻率；

根据不同温度下所对应的电阻率数据进行曲线拟合，获得反映玻璃的电阻率对温度的依赖函数：1/ρ＝be^aT，其中，ρ表示电阻率，T表示温度，a、b为拟合得到的参数。

在本发明所述的光学玻璃模压温度在线检测方法中，所述的在玻璃模压过程中实时测定玻璃电阻，根据测得的玻璃电阻和预先测定的电阻率对温度的依赖关系预估玻璃的实时温度包括：

在玻璃模压过程中实时测量玻璃的电压、流过玻璃的电流、玻璃轴向变形量以及轴向压力；

根据实时测量的电压和电流计算得到玻璃的实时电阻；

根据实时测量的玻璃轴向变形量以及轴向压力确定玻璃的实时横截面积增加量；